3,9 КОм 0,25Вт 1% Резистор металлопленочный (с2-33)

Тип	2-23
Номинальное сопротивлнние	3,9
Единица измерения	кОм
Точность,%	1
Номинальная мощность,Вт	0,25
Максимальное рабочее напряжение,В	250
Длина корпуса,L.мм	6,8
Ширина (диаметр) корпуса W(D),мм	2,3

С первого усилителя высокой частоты (УВЧ) сигнал поступает на второй усилитель высокой частоты (УВЧ) через подстроечное сопротивление R, аналогичный усилителю на микросхеме HA1-2539-5. Коэффициент усиления будет Ку=-19.

На рисунке 3.9 изображен сигнал с выхода усилителя.

Рисунок 3.9 – Сигнал с выхода усилителя

2.1.1.1 В качестве операционного усилителя выберем HA1-25395.

HA1-25395 – высокоскоростной широкополосный операционный выходной усилитель, имеющий высокую нагрузочную способность по выходу.

При скорости нарастания выходного напряжения 600В/мкс и полосе пропускания 600МГц усилитель идеально подходит для использования в высокоскоростных системах сбора данных. В таблице 2.1 приведены технические характеристики операционного усилителя HA1-25395

Таблица 2.1– технические характеристики операционного усилителя HA1-25395

Напряжение питания	±12В
Скорость нарастания выходного напряжения	600В/мкс
коэффициент усиления разомкнутой цепи обратной связи	15
Полоса пропускания (Кус ≥10)	600Мгц
Низкое напряжение смещения	8мВ
Шум входного напряжения	6нВ/
Диапазон выходного напряжения	±10В
Ток смещения	20мкВ/0С
Текущее смещение	6мкА
Входное сопротивление	10кОм
Входная емкость	1пФ
Коэффициент усиления	10
Выходной ток	±20мА
Выходное сопротивление	30Ом
Ток питания	20мА
Диапазон рабочих температур	-550С до 1250С

2.3.3 Резистор переменный СП3-4АМ

2.3.3.1В качестве переменного резистора выбран резистор модели СП3-4АМ.

Резисторы регулировочные однооборотные с круговым перемещением подвижной системы предназначены для работы в электрических цепях постоянного, переменного и импульсного тока. На рисунке изображен корпус переменного резистора СП3-4АМ. На таблице 2.3 приведены технические характеристики переменного резистора СП3-4АМ

Таблица 2.3 - Технические характеристики переменного резистора СП3-4АМ

Тип	переменный
Модель	СП3-4ам
Тип проводника	углерод
Номин.сопротивление	4.7
Единица измерения	кОм
Точность,%	20
Номин.мощность,Вт	0.125
Макс.рабочее напряжение,В	150
Рабочая температура,С	-45…65
Количество оборотов	Менее 1
Угол поворота движка	270
Способ монтажа	навесной
Длина движка	20
Особенности	одинарный

3,9 кОм 0,25Вт 1% Резистор металлопленочный (С2-33)

Сопротивление	3,9 кОм
Допустимое отклонение	1%
Габариты (D*L):	2,5*6,8 мм
Температурный коэффициент	: ±50 ppm/°C
Макс. рабочее напряжение:	250 В
Серия:	MFR

3.4Колебательный контур УВЧ

3.4.1Затем ко второму усилительному каскаду через конденсатор С4=15пФ подключим колебательный контур УВЧ аналогичный входному контуру, состоящий из катушки индуктивности, конденсаторов и шунтированный сопротивлением. Колебательный контур УВЧ изображен на рисунке 3.10.

Рисунок 3.10 –Колебательный контур УВЧ

Колебательный контур УВЧ нужен для того чтобы усилить сигнал и отсечь боковые частоты. На рисунке 3.11 изображен сигнал с колебательного контура УВЧ.

Рисунок 3.11 –Сигнал с колебательного контура УВЧ

Выбор компонентов для колебательного высокочастотного контура

2.4.1Катушка индуктивности EC24-R47M

2.4.1.1 В качестве катушки индуктивности для входного колебательного была выбрана катушка индуктивности марки EC24-R47M.

Постоянные индуктивности EC24-R47M  представляют собой миниатюрную катушку с ферритовым сердечникам, размещенную в изолирующем корпусе с двумя выводами.  Применяются в радио-, электронной технике. На рисунке 2.4 изображены размеры корпуса катушки индуктивности EC24-R47M.

Рисунок 2.4 - Размеры корпуса катушки индуктивности EC24-R47M

В таблице приведены технические характеристики катушки индуктивности EC24-R47M.

Таблица 2.4– технические характеристики катушки индуктивности EC24-R47M

Тип:	EC24
Номинальная индуктивность:	0.47 мкГн
Допуск номинальной индуктивности:	20%
Максимальный постоянный ток:	0.7 А
Активное сопротивление:	0.17 Ом
Добротность:	40
Диапазон температур:	-20...+100 °C
Способ монтажа:	в отверстие
Длина корпуса:	10 мм
Диаметр (ширина)корпуса:	3 мм

Подстроечный конденсатор высокочастотных колебательных контуров

2.2.1.1Подстроечный керамический конденсатор выбран марки СТС-0520.

Подстроечный керамический конденсатор СТС-0520 выбран в связи с малыми размерами и малой зависимостью его емкости от температуры. Независимость от температуры важна для работы без настройки в изменяющихся температурных режимах. Он предназначен для работы в высокочастотных устройствах, контурах, кварцевых резонаторах. На рисунке 2.2 изображен подстроечный керамический конденсатор СТС-0520.

Рисунок 2.2 - Подстроечный керамический конденсатор СТС-0520

В таблице 2.2 приведены технические параметры подстроечного конденсатора СТС-0520

Таблица 2.2 - Технические параметры подстроечного конденсатора СТС-0520

Тип	СТС-0520
Рабочее напряжение,В	200
Емкость мин.,пкФ	4.8
Емкость макс.,пкФ	20
Температурный коэффициент емкости(ТКЕ)	n750
Рабочая температура,С	-30…85
Добротность Qмин.	300
Размер корпуса ,мм	5
Цена,р	16

2.2.2.1Керамический конденсатор К10-43а

В качестве керамического конденсатора выбран К10-43а в связи с малыми размерами и независимостью его емкости от температуры (МП0)

Конденсаторы К10-43а - прецизионные керамические конденсаторы. Предназначены для работы в цепях постоянного, переменного токов и в импульсных режимах. Конденсаторы изготавливают в соответствии с АДПК.673511.005 ТУ; ОЖО.460.165 ТУ; ОЖО.460.165 ТУ ОЖО.460.183 ТУ; ОЖО.460.165 ТУ ПО.070.052. На рисунке 2.2 изображен керамический конденсатор К10-43а.

Рисунок 2.2 - Керамический конденсатор К10-43а

В таблица 2.2 приведены параметры и характеристики керамического конденсатора [6]

Таблица 2.2 - Параметры и характеристики керамического конденсатора К10-43а

Тип диэлектрика	МП0;
Диапазон емкости	10 пФ...0,0442 мкФ;
Номинальное напряжение	50В
Климатическая категория	-60/125/21*;
Тангенс угла потерь	10 пФ<Сном≤50 пФ 1,5(150/Сном)×10^-4 Сном>50 пФ не более 0,0015;
Сопротивление изоляции	не менее 10000 МОм;
Температурный коэффициент емкости	(0±30) ×10^-6/ °С;

2.2.2.2 Керамический конденсатор К10-17А

В качестве керамического конденсатора соединяющего усилитель и контур УВЧ выбран К10-17А.

Рисунок 2.2– Керамический конденсатор К10-17а

В таблице 2.2 приведены параметры и характеристики керамического конденсатора К10-17а [7].

Таблица 2.2 - Параметры и характеристики керамического конденсатора К10-17а

Характеристики	М47
Допускаемое отклонение емкости от номинальной	Сх≤2,2 пФ: ±0,25 пФ Сх>2,2 пФ: ± 5 %1, ±10 %, ±20 %
Номинальное напряжение, В	50
Климатическая категория	-60/125/21^2
Тангенс угла потерь	Сх≤10 пФ не норм.; 10 пФ <Сх≤50 пФ 1,5(150/ Сх)×10^-4; Сх>50 пФ не более 0,0015;
Сопротивление изоляции	Сх≤0,025 мкФ не менее 10 ГОм; Сх>0,025 мкФ Rиз.·Сх не менее 250 с

С колебательного контура УВЧ сигнал поступает на вход повторителя собранного на микросхеме HA1-2539-5 аналогичного описанного нами ранее. На рисунке 3.12 изображен сигнал с выхода повторителя.

Рисунок 3.12 –Сигнал с выхода повторителя

2.1.1.1 В качестве операционного усилителя выберем HA1-25395.

HA1-25395 – высокоскоростной широкополосный операционный выходной усилитель, имеющий высокую нагрузочную способность по выходу.

При скорости нарастания выходного напряжения 600В/мкс и полосе пропускания 600МГц усилитель идеально подходит для использования в высокоскоростных системах сбора данных. В таблице 2.1 приведены технические характеристики операционного усилителя HA1-25395

Таблица 2.1– технические характеристики операционного усилителя HA1-25395

Напряжение питания	±12В
Скорость нарастания выходного напряжения	600В/мкс
коэффициент усиления разомкнутой цепи обратной связи	15
Полоса пропускания (Кус ≥10)	600Мгц
Низкое напряжение смещения	8мВ
Шум входного напряжения	6нВ/
Диапазон выходного напряжения	±10В
Ток смещения	20мкВ/0С
Текущее смещение	6мкА
Входное сопротивление	10кОм
Входная емкость	1пФ
Коэффициент усиления	10
Выходной ток	±20мА
Выходное сопротивление	30Ом
Ток питания	20мА
Диапазон рабочих температур	-550С до 1250С

На этом усиление по высокой частоте окончено и нам нужно преобразовать высокую частоту в промежуточную. Первым элементом, осуществляющим это преобразование, будет смеситель.

3.5Смеситель

3.5.1 Опишем основные функции смесителя.

Главным предназначением смесителей является перемножение двух сигналов, один из которых входной, другой — сигнал с гетеродина, с целью получения на выходе промежуточной частоты (ПЧ). Частоту гетеродина возьмем 25400кГц. В качестве гетеродина берем кварцевый генератор.

Гетеродин - маломощный генератор электрических колебаний, применяемый для преобразования частот сигнала.

Образование промежуточной частоты с одновременным подавлением колебаний других частот, но с сохранением передаваемого сообщения представляет собой довольно сложный физический процесс.

В общем случае преобразование частоты можно рассматривать как результат перемножения двух высокочастотных напряжений:

Напряжения входного сигнала:

(2)

и напряжение гетеродина

(3)

В результате такого перемножения на выходе преобразователя получается напряжение вида:

, (4)

где А - коэффициент, зависящий от параметров преобразователя.

Перейдем к описанию работы смесителя в нашем приемнике.

Радиосигнал с повторителя подаётся на вход смесителя. Смеситель, собранный на транзисторах Q1 и Q2, выполнен по каскодной схеме ОЭ-ОБ, т.е. последовательное соединение ОЭ-ОБ. На рисунке изображен схема смесителя выполненного по каскодной схеме.

Рисунок 3.13– Схема смесителя выполненного по каскодной схеме

Каскодные усилители примечательны тем, что в каскадах почти полностью развязаны входная и выходная цепи, т.к. база транзистора каскада с ОБ имеет неизменный потенциал. Следовательно, не проявляется эффект Миллера. Эффект Миллера — увеличение эквивалентной ёмкости. Поскольку входное сопротивление каскада с ОБ ничтожно мало, каскад с ОЭ работает в режиме короткого замыкания на выходе (т.е. работает как каскад с ОК), обеспечивая такое же усиление, как идеализированный каскад с ОЭ. Входное сопротивление на высоких частотах выше, т.к. существенно уменьшается входная ёмкость каскада. Благодаря этому смеситель имеет большое выходное сопротивление, что позволяет включить контур C13=330пФ, C12=133 пФ, L2=26 мкГ, R151 кОм, настроенный на промежуточную частоту, в коллекторную цепь транзистора Q1. На второй вход смесителя подаётся сигнал с гетеродина. На рисунке 3.14 изображен сигнал с гетеродина на входе смесителя.

Рисунок 3.14 - Сигнал с гетеродина на входе смесителя

Таким образом, на выходе смесителя образуются сигналы с частотой, равной сумме и разности частот принимаемой радиостанции и гетеродина. Режимы работы транзисторов смесителя по постоянному току определяются сопротивлением резисторов R1 и R2. На рисунке 3.15 изображен выходной сигнал смесителя.

Рисунок 3.15 – Выходной сигнал смесителя

На рисунке 3.16 изображен выходной сигнал смесителя в установившемся режиме.

Рисунок 3.16 – выходной сигнал смесителя в установившемся режиме

В программе Multisim 10 был сделан подбор напряжения питания каскада смесителя для получения наибольшего значения напряжения на выходе усилителя промежуточной частоты. На рисунке 3.17 изображена осцилограмма наибольшего значения напряжения на выходе усилителя промежуточной частоты.

Рисунок 3.17 – Осцилограмма наибольшего значения напряжения на выходе усилителя промежуточной частоты

При питании 2,5В смеситель выдает наибольшее напряжение промежуточной частоты.

Осциллограммы выходного напряжения в зависимости то напряжения питания смесителя приведены в приложении 2.

На рисунке 3.18 изображен график зависимости выходного напряжения от напряжения питания смесителя.

Рисунок 3.18 – График зависимости выходного напряжения от напряжения питания смесителя

Наибольший сигнал будет при U=2.5В

Выбор компонентов для сместеля

2.8 Транзисторы

2.8.1Транзистор— трёхэлектродный полупроводниковый электронный прибор, в котором ток в цепи двух электродов управляется третьим электродом. Управление током в выходной цепи осуществляется за счёт изменения входного напряжения. Небольшое изменение входных величин может приводить к существенно большему изменению выходного напряжения и тока. Это усилительное свойство транзисторов используется в аналоговой технике (аналоговые ТВ, радио, связь и т. п.). В настоящее время в аналоговой технике доминируют биполярные транзисторы (БТ). Другой важнейшей отраслью электроники является цифровая техника (логика, память, процессоры, компьютеры, цифровая связь и т. п.), где, напротив, биполярные транзисторы почти полностью вытеснены полевыми.

Вся современная цифровая техника построена, в основном, на полевых МОП (металл-оксид-полупроводник) - транзисторах (МОПТ), как более экономичных, по сравнению с БТ, элементах. Иногда их называют МДП (металл-диэлектрик-полупроводник) - транзисторы. Транзисторы изготавливаются в рамках интегральной технологии на одном кремниевом кристалле (чипе) и составляют элементарный «кирпичик» для построения микросхем памяти, процессора, логики и т. п. Размеры современных МОПТ составляют от 90 до 32 нм. На одном современном чипе (обычно размером 1—2 см²) размещаются несколько (пока единицы) миллиардов МОПТ. На протяжении 60 лет происходит уменьшение размеров (миниатюризация) МОПТ и увеличение их количества на одном чипе (степень интеграции). Уменьшение размеров МОПТ приводит также к повышению быстродействия процессоров.

Классификация транзисторов - Кремниевые 

- Арсенид-галлиевые  - Биполярные транзисторы  - Полевые транзисторы 

- Специальные типы транзисторов  - Комбинированные транзисторы  - Однопереходные транзисторы 

Принцип действия и способы применения транзисторов существенно зависят от их типа.

По типу используемого полупроводника транзисторы классифицируются на кремниевые, германиевые и арсенид-галлиевые. Другие материалы транзисторов до недавнего времени не использовались. В настоящее время имеются транзисторы на основе, например, прозрачных полупроводников для использования в матрицах дисплеев. Перспективный материал для транзисторов — полупроводниковые полимеры. Также имеются отдельные сообщения о транзисторах на основе углеродных нанотрубок. По мощности различают маломощные транзисторы (рассеиваемая мощность измеряется в мВт), транзисторы средней мощности (от 0,1 до 1 Вт рассеиваемой мощности) и мощные транзисторы (больше 1 Вт). По исполнению различают дискретные транзисторы (корпусные и бескорпусные) и транзисторы в составе интегральных схем.

2.8.1 Транзистор 2N5769

2.8.1.1В качестве транзистора был выбран биполярный высокочастотный зарубежный аналоговый транзистор 2N5769.

В таблице приведены технические характеристики транзистора 2N5769

Таблица 2.8– технические характеристики транзистора 2N5769

Материал p-n перехода	Кремний (Si)
Структура	NPN
Предельная постоянная рассеиваемая мощность коллектора транзистора	0,625Вт
Предельное постоянное напряжение коллектор-эмиттер транзистора	15В
Предельное постоянное напряжение эмиттер-база	4В
Предельный постоянный ток коллектора транзистора	0,5А
Предельная температура p-n перехода	1500С
Граничная частота коэффициента передачи тока транзистора	500Мгц
Емкость коллекторного перехода	4пФ
Статический коэффициент передачи тока в схеме с общим эмиттером	40
Корпус	ТО92

Конденсатор 0,1мкФ